TRANSPORTASI ZAT HARA
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Hara yang diangkut oleh tumbuhan merupakan
hara-hara esensial. Kriteria hara esensial, yaitu; (1) Tanpa elemen
tersebut tanaman tidak dapat memenuhi siklus hidupnya (dari pertumbuhan
sampai reproduksi), (2) Elemen tersebut tidak dapat digantikan dengan
elemen lain, (3) Keperluan elemen itu langsung (bukan karena pengaruh
tidak langsung seperti keracunan). Peranan usur hara bagi tanaman bisa
lebih dari satu. Tanaman menyerap hara dari dua sumber, yaitu; a) hara
tanah (sudah tersedia dalam tanah), b) hara yang berasal dari pupuk yang
ditambahakan ke tanah atau disemprotkan ke tanaman (Mawarni, 2010).
Air
dan zat hara yang diserap akar diangkut akar menuju daun akan
dipergunakan sebagai bahan fotosintesis yang hasilnya berupa zat
gula/amilum/pati. Pengangkutan hasil fotosintesis berupa larutan melalui
phloem secara vaskuler ke seluruh bagian tubuh disebut translokasi.
Untuk membuktikan adanya pengangkutan hasil fotosintesis melalui phloem
dapat dilihat dari proses pencangkokan. Batang yang kehilangan kulit
(phloem) mengalami penghambatan pengangkutan akibat terjadinya timbunan
makanan yang dapat memacu tumbuhnya akar apabila batang yang terkelupas
kulinya tertutup tanah yang basah (http://klik belajar.com,2010).
Jaringan pengangkut
atau vaskular tissue umumnya hanya tersdapat pada tumbuhan tingkat
tinggi, sedangkan pada tumbuhan tingkat rendah pengangkutan air dan
zat-zat makanan cukup dilangsungkan dari sel-sel lain, hanya pada
tumbuhan tingkat tinggi terutama yang hidup dan berkembang di daratan
yang organ serta alat-alat yang dipunyai adalah lebih besar dan kompleks
dibandingkan tumbuhan tingkat rendah (Tjitrosomo, 1990).
Alat-alat
transportasi pada tumbuhan terdiri dari dua, yaitu; (a) Pembuluh kayu
(xilem) merupakan alat transportasi yang fungsinya untuk menyebarkan air
dan zat mineral dari akar sampai bagian-bagian tubuh tumbuhan, (b)
Pembuluh tapis (floem) merupakan alat transportasi yang fungsinya untuk
mengedarkan zat makanan hasil fotosintesis dari daun keseluruh bagian
tubuh tumbuhan (Bilgrami, dkk, 1998).
Kecepatan
perjalanan zat-zat terlarut melalui xilem dipengaruhi oleh kegiatan
transpirasi, dan perjalanan transportasi dan fotosintesis. Pada waktu
siang, kecepatan transpirasi lebih besar sdari pada wakru malam.
Sebaliknya pengiriman karbohidrat dari daun ke buah yang sedang
berkembang berlangsung lebih cepat pada malam hari dari pada di siang
hari (Fitther dan Hay, 1991).
Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan daerah pengangkutan zat hara pada tanaman pacar air (Balsamina impatient) dan bayam duri (Amaranthus spinosus L.).
Kegunaan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan
ini adalah sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal
test di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Budidaya Pertanian
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dan sebagai bahan
informasi bagi pihak yang membutuhkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Transportasi
tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh
bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah (misalnya ganggang)
penyerapan air dan zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui
saluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi (misalnya
spermatophyta) proses pengankutan dilakukan oleh pembuluh pengangkut
terdiri dari xilem dan floem (Soemarworo, 1990).
Alat
yang berperan pada transportasi zat-zat hara yaitu xilem, yang
mengangkut air dan mineral ke daun dan sebagai penyokong tanaman,
tersusun atas trakeid yang tersusun oleh sel-sel tunggal yang memanjang
berbanding tebal dan berupa sel mati. Dibeberapa tempat, sel mati itu
berdinding tipis, yang disebut noktah. Noktah-noktah trakeid yang
berdekatan terletak saling berpasangan, mereka hanya terpisah selapis
tipis dinding sel (Pradhan, 2001).
Perjalanan
garam-garam mineral yang berasal dari tanah itu ke atas melalui xilem
setelah sampai di daun sebagian dan garam-garam tersebut digunakan di
dalam daun dan sebagian yang lain diedarkan ke bawah dan ke atas melalui
floem. Pembesaran dari xilem ke floem dan sebaliknya, maka didapati
juga pengakutan zat makanan secara transversal yang berlangsung melalui
jari-jari empelur (Dwidjosoeputro, 1980).
Faktor-faktor
yang mempengaruhi penyerapan unsur hara, antara lain; a) faktor air
untuk melarutkan unsur hara atau zat mineral sehingga mudah menyerap
air, b) daya serap akar, tekanan setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya
tekanan akar dipengaruhi oleh besar kecilnya/tinggi rendahnya tumbuhan.
Bukti adanya tekanan/daya dari serap yang terjadi pada akar ini adalah
pada batang yang dipotong maka air tampak tergenang dipermukaan
tunggaknya, c) daya isap daun disebabkan adanya penguapan (transpirasi)
air dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang
penguapan (intensitas penguapan) (Lakitan, 1996).
Transpor
aktif dapat terjadi secara langsung dan transpor aktif tidak langsung.
Yang termasuk transportasi aktif adalah pompa Vdan P. Pompa tipe P
adalah pompa H+ ATP-ase. Pompa Ca2+ ATP-ase melawan gradien konsentrasi
keluar sel atau masuk vesikel sitoplasma. Tipe pompa V strukturnya sama
dengan FoF1-ATP-ase. Transfor aktif tak langsung meliputi simprot dan
antiport. Simport mengankut substansi dengan arah yang sama dengan ion
pemandu, antiport mengangkut substansi dengan arah yang berlawanan
dengan ion pemandu (Sumadi dan Aditya, 1989).
Tumbuhan
menyerap air dan mineral melalui rambut akar yang ganda di dekat ujung
akar. Air dan mineral sebagai hara secara luas tersimpan dalam tanah dan
biasanya dapat dimanfaatkan dalam jumlah kecil. Air meresap sampai pada
akar melalui osmosis. Air berdifusi melalui ruang antar sel parenkim
korteks yang disebut apoplas. Air juga berdifusi dari sel ke sel melalui
plasmodesmata dan cara ini disebut dengan simplas (Nugroho dan Issirep,
2002).
Bergeraknya unsur hara menuju akar ada beberapa cara, yaitu:
1. Difusi, artinya gerakan ini hanya terjadi dalam jangka yang sangat pendek selama pertumbuhan tanaman.
2. Aliran masa, artinya terjadi gerakan ion-ion. Aliran masa disebabkan adanya transpirasi dan drainase.
3. Intersepsi, akar tanaman menyebar di dalam tanah menempati ruang terbesar dari jumlah seluruh ruang yang ditempati tanah.
4. Transportasi
aktif sistem, dengan cara menembus membran penghalang dengan
menggunakan energi ATP. Dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah
konsentrasi rendah (Mukherji dan Ghosh, 2002).
Pada hakikatnya, terdapat dua cara pergerakan ion ke arah akar tanaman,
yaitu:
1. Dengan aliran masa dalam air bergerak masuk menembus tanah menuju akar gradien potensial yang disebabkan oleh transportasi.
2. Dengan difusi gradien konsentrasi dihasilkan oleh pengkolin ion pada permukaan akar.
Kecepatan
perpindahan aliran masa jauh lebih cepat dibandingkan proses difusi
tetapi kenyataanya ini hanya untuk beberap ion (Pandey dan Sinha, 2002).
Molekul
dan ion merupakan kesatuan dari gerakan yang tidak beraturan dalam
tanah dan dapat diserap sebagai hara-hara yang dibutuhkan tanaman.
Gerakannya seperti Browman, bergerak dengan adanya konsentrasi. Ion-ion
masuk ke tanaman dengan gerakan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi
rendah disebut dengan difusi (Stein, dkk, 2000).
Membran
plasma sel mengendalikan laju pengangkutan dan jenis itu yang akan
diangkut ke pembuluh xilem untuk ion-ion yang diserap langsung oleh
sel-sel epidermis akan diangkut ke pembuluh xilem yaitu secara
simplastik, melintasi beberapa dinding sel, sel korteks, endodermis, dan
sel perisikel. Pengangkutan ini melewati dinding sel, lamela tengah,
dan plasma membran atau pengangkutan (http://tedbio.multiply.com.2008).
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Percobaan
Percobaan
ini dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Budidaya
Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dengan
ketinggian ± 25 m dpl pada hari Jumat, 22 Oktober 2010 pada pukul 8.00
WIB sampai dengan selesai.
Bahan dan Alat Percobaan
Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah pacar air (Balsamina impatient) dan bayam duri (Amaranthus spinosus L.) sebagai objek pengamatan, larutan eosin sebagai indikator percobaan, dan vaseline sebagai pelapis tanaman.
Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini adalah
erlenmeyer sebagai wadah tanaman dan larutan eosine, pisau atau cutter
untuk memotong dan mengupas kulit tanaman, penggaris untuk mengukur
tinggi larutan eosin, dan stopwatch sebagai alat pengukur waktu.
Prosedur Percobaan
- Disediakan tanaman pacar air (Balsamina impatient) dan bayam duri (Amaranthus spinosus L.) yang sama tinggi dan sama besar, tegak lurus, masing-masing 2 batang.
- Dipotong bagian pangkal akar dan dikupas kulit batangnya sepanjang 3 cm dari pangkalnya.
- Diberi perlakuan pada masing-masing tanaman:
Tanaman I : Pada bagian ujung pangkal diberi vaseline (xylem + vaseline)
Tanaman II: Pada bagian batang yang dikupas diberi vaseline (floem + vaseline)
- Dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang berisi larutan eosin dan dibiarkan selama ± 30 menit.
- Diukur ketinggian larutan eosin pada jaringan tanaman dan hitung laju transpirasi dengan rumus:
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Tanaman: Pacar Air (Balsamina impatient)
|
Perlakuan
|
Tinggi Larutan Eosin (mm)
|
V = mm/detik
|
|
Xylem + vaseline
Floem + vaseline
|
350 mm
400 mm
|
0,194 mm/detik
0,22 mm/detik
|
-
350 mm 400 mm
Xilem + Vaselin Floem + Vaselin
Komoditi: Bayam Duri (Amaranthus spinosus L.)
|
Perlakuan
|
Tinggi Larutan Eosin (mm)
|
V = mm/detik
|
|
Xylem + vaseline
Floem + vaseline
|
400 mm
370 mm
|
0,22 mm/detik
0,20 mm/detik
|
400 mm 370 mm
Xilem + Vaselin Floem + Vaselin
Perhitungan
Rumus umum
Tanaman : Pacar Air (Balsamina impatient)
Xilem + Vaselin
Floem + Vaselin
Tanaman : Bayam Duri (Amaranthus spinosus L.)
Xilem + Vaselin
Floem + Vaselin
Pembahasan
Dari hasil percobaan diperoleh hasil, bahwab pada tanaman pacar air (Balsamina impatient)
perlakuan xilem+vaselin lebih kecil dari pada perlakuan floem+vaselin.
Hal ini disebabkan cepatnya transportasi zat hara (larutan eosin pada
percobaan) dari akar ke bagian tubuh tumbuhan lainnya yang dilakukan
oleh pembuluh xilem. Hal ini sesuai literatur Dwidjosoeputro (1980) yang
menyatakan bahwa perjalanan garam-garam mineral yang berasal dari tanah
di bawa ke atas melalui xilem setelah sampai di daun sebagian
garam-garam dan mineral digunakan di dalam daun dan sebagian yang lain
diedarkan ke bawah dan ke atas melalui floem.
Dari hasil percobaan didapat hasil, bahwa pada bayam duri (Amaranthus spinosus
L.) perlakuan xilem+vaselin lebih besar daripada perlakuan
floem+vaselin. Hal ini disebabkan karena pada perlakuan xilem+vaselin
yang bekerja adalah floem, disini hasil transportasi zat hara tidak
tertimbun melainkan diedarkan dengan floem. Hal ini sesuai literatur
Pradhan (2001) yang menyatakan bahwa ada 2 sistem transportasi yang sama
namun pada morfologi dan fisiologi keduanya berbeda. Mengingat jaringan
xilem yang tebal dengan sistem dinding sel yang mati pada jaringan
pembuluh tapis yang memiliki dinding hidup yang tebal.
Pada percobaan seharusnya perlakuan floem+vaselin harus selalu lebih besar dari pada perlakuan xilem+floem, jaringan pengangkut
floem ditutupi oleh vaselin sehingga pada perlakuan ini jaringan
pengangkut xilem yang bekerja, sehingga larutan eosin diserap tanaman
melalui xilem menuju ke atas (daun). Hal ini sesuai literatur Bilgrami,
dkk (1998) yang menyatakan bahwa pembuluh kayu (xilem) merupakan alat
transportasi yang fungsinya untuk menyebarkan air dan zat mineral dari
akar sampai bagian-bagian tubuh tumbuhan, dan pembuluh tapis (floem)
merupakan alat transportasi yang fungsinya untuk mengedarkan zat makanan
hasil fotosintesis dari daun keseluruh bagian tubuh tumbuhan.
Pada
percobaan digunakan tanaman bayam duri dan pacar air yang masih mudah
dan masih segar. Hal ini dikarenakan tanaman mudah mempunyai sel-sel dan
sistem jaringan pengangkut yang lebih cepat dari pada tanaman yang tua.
Dalam hal ini proses transportasi zat hara pada tanaman muda lebih baik
dari pada tanaman yang tua, karena sel-selnya lebih aktif dari pada
tanaman yang tua. Hal ini menunjukan bahwa faktor umur tanaman
mempengaruhi pengangkutan zat hara. Hal ini sesuai literatur Tjitrosomo
(1990) yang menyatakan bahwa umur tanaman mempengaruhi aktivitas sel-sel
pada saat pembelahan.
Pada
percobaan ini digunakan larutan eosin yang berfungsi sebagai pengganti
zat-zat hara yang akan diserap oleh tanaman. Larutan eosin yang berwarna
merah sehingga dapat dibedakan dan kelihatan dengan jelas pada saat
bergerak di sepanjang jaringan pengangkut. Hal ini dikarenakan warnanya
yang cerah dan mengakibatkan larutan ini dapat diamati dengan mudah
sebagai pengamatan indikator.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Pada bayam duri (Amaranthus spinosus L.) laju transpirasi pada perlakuan xilem +vaselin sebesar 0,22 mm/detik.
2. Pada bayam duri (Amaranthus spinosus L.) laju transpirasi pada perlakuan floem+vaselin sebesar 0,20 mm/detik.
3. Pada pacar air (Balsamina impatient) laju transpirasi pada perlakuan xilem+vaselin ssebesar 0,194 mm/detik.
4. Pada pacar air (Balsamina impatient) laju transpirasi pada perlakuan floem+vaselin sebesar 0,22 mm/detik.
5. Laju transpirasi terbesar adalah pada perlakuan xilem+vaselin pada tanaman bayam duri (Amaranthus spinosus
L.) yaitu sebesar 0.22 mm/detik, dan pada pelakuan floem+vaselin pada
tanaman pacar air (Balsamina impatient) sebesar 0,22 mm/detik.
Saran
Sebaiknya
tanaman yang digunakan pada praktikum transportasi zat hara harus
tanaman yang muda dan memiliki panjang dan besar batang yang sama yang
bertujuan agar memudahkan praktikan dalam melihat trannsportasi zat
haranya.
DAFTAR PUSTAKA
Bilgrami, K. S., Srivasta dan J. L. Shreemali. 1998. Fundamentals of Botani
Vikas Publishing Hourse PVT LTD, New York.
Dwijoseoputro, D., 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. PT Gramedia, Jakarta.
Fitther, A dan R. Hay., 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM Press, Yogyakarta.
tumbuhan 2010. Diakses tanggal 27 September 2010.
http://tedbio.multiply.com/jurnal/item/11/2008. Transportasi Pada Tumbuhan.
Diakses tanggal 27 September 2010.
Lakitan, B., 1996. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. CV Rajawali, Jakarta.
Mawarni, L., 2010. Absorbsi dan Transloasi Unsur Hara. Kuliah Fisiologi Tumbuhan. Fakultas Pertanian USU, Medan.
Mukherji dan Ghosh. 2002. Plant Physiology. Tata Me Grow - Hill Publishing Company. Limited, New Delhi.
Nugroho, L. H dan Issirep. 2002. Biologi Dasar. Penebar Swadaya, Jakarta.
Pandey, S dan B. Sinha. 2002. Plant Physiology. Vikas Publishing House PVT LTD, New York.
Pradhan, S., 2001. Plant Physiology. Hat Arond Publication PVT LTD, New York.
Soemarwono, I., Indrawarr., G. E. Guhardjar., A. Akim., S. Sabanni dan K. S. Lili. 1990. Biologi Umum II. PT Gramedia, Jakarta.
Stein, K. R., E. B. James dan H. J. Shelley. 2000. Introductiory Plant Biology Edition Eleven. McGrow Hill Migher Education, New York.
Sumadi dan M. Aditya. 1989. Biologi Sel. Graha Ilmu, Jakarta.
Tjitrosomo, S. S., 1990. Botani Umum. Angkasa, Bandung.
0 komentar:
Posting Komentar